Способ изготовления гнутых трубных заготовок
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тонкостенных гнутых трубопроводов. Заготовку соосно располагают в трубе диаметром больше диаметра заготовки, зазор между стенками заготовки и трубы и заготовку заполняют водой и после этого заготовку и трубу с наполнителями замораживают. Осуществляют совместную гибку трубы и заготовки с их наполнителями. При этом трубу выполняют из материала и конструктивно из условия обеспечения ее жесткости в радиальном направлении и податливости в осевом направлении, достаточных для предотвращения гофрообразований и овальности при заданной температуре заморозки. Повышается качество и эффективность.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубогибочному производству, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при изготовлении тонкостенных гнутых трубопроводов.
Уровень техники известен из способа изготовления крутоизогнутых отводов из тонкостенных труб, заключающегося в том, что трубу с наполнителем, состоящим из воды и кварцевого песка, замораживают при криогенной температуре -196°С, при этом сердцевина наполнителя охлаждается до 0°С, а наружные слои охлаждают до криогенной температуры, после чего трубу с наполнителем выдерживают при комнатной температуре и деформируют трубогибочным устройством (1. Заявка на изобретение RU 92007089, кл. В21D 9/15, 27.07.1995).
Недостатком способа является сложный и дорогостоящий процесс подготовки трубы с наполнителем для ее гибки вследствие высокой степени переохлаждения трубы и сложности обеспечения температурных градиентов, а также наличие в наполнителе абразивного компонента, который при гибке неизбежно будет повреждать внутреннюю поверхность трубы.
Сущность изобретения заключается в разработке способа гибки труб с замораживаемым наполнителем, исключающим повреждения внутренней поверхности трубы, упрощающей и удешевляющей технологию подготовки трубы к ее гибке, а также исключающим формоизменение трубы до ее гибки.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении качества и эффективности, т.е. в снижении затрат, процесса гибки труб.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ изготовления гнутых трубных заготовок при помощи трубогибочных устройств и с использованием жидкостного наполнителя, одним из компонентов которого является вода, которым заполняют внутреннюю полость заготовки и который перед гибкой замораживают.
Отличительные: заготовку предварительно соосно располагают в трубе диаметром больше диаметра заготовки, зазор между стенками заготовки и трубы заполняют водой и после этого заготовку и трубу с наполнителями замораживают, при этом трубу выполняют из материала и конструктивно таким образом, чтобы обеспечивались ее жесткость в радиальном направлении и податливость в осевом направлении, достаточные для предотвращения гофрообразований и овальности при заданной температуре заморозки и последующей совместной гибке трубы и заготовки с их наполнителями.
Общеизвестно, что если к стержню, испытывающему осевые растягивающие напряжения, приложить поперечную изгибающую нагрузку, то в крайних фибрах стержня, со стороны которых приложена изгибающая нагрузка, суммарные растягивающие напряжения уменьшатся, возможно вплоть до отрицательных, при неизменных закономерностях деформирования стержня. Таким образом, это приводит к своеобразному смещению нейтральной оси при изгибе в сторону волокон стержня, испытывающим растягивающие напряжения, что приводит к такому перераспределению суммарных напряжений, при котором максимальные растягивающие напряжения в поперечном сечении стержня уменьшаются, а сжимающие возрастают. Из этого следует, что работоспособность конструкции, а в данном случае прочность стержня, возрастет, т.к. любой материал выдерживает, не разрушаясь, большие нагрузки на сжатие, чем на расстояние. Используя вышесказанное, можно предложить способ изготовления крутоизогнутых трубопроводов без риска разрушения и уменьшения утонения стенки трубы, подтвержденной растягивающим деформациям.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Трубную заготовку заполняют жидкостным наполнителем, одним из компонентов которого является вода. Затем заготовку с наполнителем замораживают, т.е. охлаждают до температуры, при которой вода наполнителя замерзает. После этого заготовку соосно располагают в трубе диаметром больше диаметра заготовки. Зазор между стенками заготовки и трубы заполняют водой, после чего заготовку и трубу вновь охлаждают до температуры, при которой вода в зазоре замерзает. Трубу выполняют из материала и конструктивно таким образом, чтобы обеспечивались ее жесткость в радиальном и податливость в осевом ее направлениях. Для этого труба может быть выполнена, например, в виде резинового армированного гофрированного шланга. После такой предварительной подготовки заготовку с трубой и их наполнителями гнут при помощи известных трубогибочных устройств.
Способ изготовления гнутых трубных заготовок при помощи трубогибочных устройств, включающий использование жидкостного наполнителя, одним из компонентов которого является вода, заполнение им внутренней полости заготовки и его замораживание перед гибкой, отличающийся тем, что заготовку предварительно соосно располагают в трубе с диаметром, большим диаметра заготовки, зазор между стенками заготовки и трубы заполняют водой, после чего заготовку и трубу с наполнителями замораживают и осуществляют совместную гибку трубы и заготовки с наполнителями, при этом трубу выполняют из материала и конструктивно из условия обеспечения ее жесткости в радиальном направлении и податливости в осевом направлении, достаточных для предотвращения гофрообразований и овальности при совместной гибке и заданной температуре замораживания.
